Избыток никотинамида вызывает гибель сенсорных клеток и меняет поведение червей

Исследование на червях Caenorhabditis elegans показало, что избыток никотинамида — формы витамина B₃, естественно вырабатываемой в клетках, — приводит к гибели определённых сенсорных клеток и изменяет поведение. Работа опубликована 12 октября 2016 года в Nature Communications.

Механизм токсичности: Избыток никотинамида вызывает гиперактивность TRPV-ионного канала, который контролирует движение заряженных частиц через мембрану и участвует в сенсорном восприятии. Это приводит к смерти клеток.

• Генетическая модель: Мутация в гене pnc-1, участвующем в метаболизме никотинамида, приводит к его накоплению (до 10 раз выше нормы) и гибели сенсорных клеток матки червя.
• Экспериментальное подтверждение: Прямое воздействие избытком никотинамида вызывает гибель другого типа сенсорных нервных клеток через тот же механизм.
• Структура канала: Пострадавшие клетки экспрессируют гены osm-9 и ocr-4, кодирующие субъединицы TRPV-канала. Гиперактивный канал состоит из двух копий белков, закодированных каждым из этих генов.

Влияние на поведение: Поражённые сенсорные клетки используются червём для поиска пищи.

• Черви с избытком никотинамида (из-за мутации pnc-1 или экспериментального воздействия) демонстрируют аномальное поведение — изгибание головы — во время поиска пищи по сравнению с диким типом.
• Избыток никотинамида и гиперактивность TRPV-каналов также связаны с дефектом откладки яиц.

Эволюционная консервативность: Способность никотинамида возбуждать TRPV-канал сохранилась в ходе эволюции.

• Воздействие никотинамидом на личинок дрозофилы (Drosophila melanogaster) снизило их реакцию на вибрацию, что аналогично эффекту мутаций в генах TRPV у мух (но без гибели клеток).

Значение исследования: Работа открывает новое направление для изучения механизмов работы сенсорных рецепторов (включая млекопитающих), показывая, что они могут регулироваться естественными продуктами клеточного метаболизма.